Vazão. - Saneamento I

Transcrição

1 1

2 Adutoras 2

3 Vazão 3

4 Definição Conduzem a água para as unidades que precedem a rede de distribuição Tubulações utilizadas para transportar a água 4

5 Classificação Quanto ao produto transportado: - Adutora de água bruta; - Adutora de água tratada. Quanto a energia utilizada para movimentação: - Adutora por gravidade; - Adutora por recalque; - Adutora mista. 5

6 Vazão de adução É estabelecida em função: - População atendida; - Consumo per capita; - Coeficientes de variação das vazões; - Horas de funcionamento; - Posição em relação ao SAA (Qa, Qb ou Qc) 6

7 Caminho da adutora Análise técnica e econômica; Evitar regiões pantanosas ou quaisquer locais que dificultam a operação de trabalho; Em áreas urbanas fica condicionado ao sistema viário existente; 7

8 Caminho da adutora Preferir faixas de domínio público; Realizar recobrimento adequado; Não são permitidas obras permanentes sobre as faixas de adutoras 8

9 Dimensionamento Adutora por gravidade Condutos forçados: D Determinação do diâmetro 10,65* Q 1,85 * C 1,85 J = Perda de carga contínua (m/m); Q = Vazão (m³/s); C = Coeficiente de rugosidade (Tabelado conforme material utilizado); D = Diâmetro da adutora (mm) J 1 4,87 9

10 Dimensionamento Adutora por gravidade Condutos forçados: 10

11 Dimensionamento Adutora por gravidade Condutos forçados: 11

12 Dimensionamento Adutora por gravidade Condutos forçados: Perda de carga contínua J h L J = Perda de carga contínua (m/m); h = Diferença de cota (m); L = Comprimento da tubulação (m). 12

13 Dimensionamento Adutora por gravidade Condutos forçados: Perda de carga localizada h k V 2g h = perda de carga (m) k = coeficiente empírico de acordo com o componente de trabalho; v = velocidade média (m/s) g = aceleração da gravidade (m/s²) 2 13

14 Dimensionamento Adutora por gravidade Condutos forçados: Vazão máxima Q 2,63 0,279* C * D * J 0,54 Q = Vazão (m³/s); C = Coeficiente de rugosidade (Tabelado conforme material utilizado); D = Diâmetro da adutora (m); J = Perda de carga contínua (m/m). 14

15 Dimensionamento Adutora por gravidade Condutos forçados: Velocidade V Q A 4Q D² V = Velocidade (m/s) Q = Vazão (m³/s) A = Área (m²) D = Diâmetro (m) 15

16 Dimensionamento Adutora por gravidade Recomendações : Velocidade mínima nas adutoras: 0,5 m/s; Velocidade máxima para adutoras sem revestimentos: 6,0 m/s; 16

17 Dimensionamento Adutora por gravidade Recomendações: Velocidade máxima para adutoras revestidas com: Alvenaria de tijolos: 2,5 m/s; Rochas estratificadas: 2,5 m/s; Rochas compactas: 4,0 m/s; Concreto: 5,0 m/s. (NBR 12215). 17

18 Exercício Em um sistema de abastecimento de água uma adutora que interliga dois reservatórios, deverá transportar uma vazão de 143L/s. Sabendo-se que o comprimento da adutora é de 5350m e os níveis médios de água nesses reservatórios correspondem a 576,25m e 552,69m, determine: 18

19 Exercício A) Diâmetro da adutora; B) Vazão máxima a ser veiculada C) Velocidade. Dados: O material da adutora é concreto novo com bom acabamento. Despreze as perdas de carga localizadas. 19

20 Adutoras 20

21 Materiais utilizados para Adutoras Concreto: - Adutoras em conduto livre; - Menor custo; - Problemas com vazamentos; - Em desuso. 21

22 Materiais utilizados para Adutoras Aço: - Resistência às pressões externas e internas; - Custo maior que outras tubulações; - Pouca resistência à corrosão; - Dificilmente apresentam vazamentos; -Necessário revestimento interno para não oferecerem resistência ao escoamento. 22

23 Materiais utilizados para Adutoras Ferro fundido: - Material mais elástico (menos frágil); - Resistente à tração e aos impactos; - Fabricados com D entre 50 a 1200mm; - Comprimentos variando de 3, 6, 7 m; - Revestidos internamente e externamente; 23

24 Conexões Peças destinadas a ligarem tubos ou seguimentos de tubos entre si, permitindo: - Mudanças de direção; - Derivações; - Alterações de diâmetros. São fabricadas nas classes e juntas compatíveis com a tubulação. 24

25 Conexões Peças comuns: - Curvas (mudanças de direção); - Tês (derivação simples); - Cruzetas (derivação dupla); - Reduções (mudanças de diâmetro); - Caps (fechamento de extremidades); 25

26 Equipamentos especiais Registros ou válvulas para controle do fluxo Válvulas de retenção impede retorno do fluxo; Ventosas para aliviar o ar das canalizações; Comportas controle de entradas e saídas de vazão; Hidrante para fornecimento de água para combate a incêndios 26

27 Equipamentos especiais 27

28 Adutoras - Para o dimensionamento das adutoras (conduto livre ou forçado), devem ser consideradas as perdas localizadas; - Para adutoras com L > 5.000D, pode-se não considerar as perdas localizadas (valores tendem a ser desprezíveis). 28

29 Adutora por gravidade Condutos Livres (NBR 12215): - A declividade é limitada pelos valores de velocidade; - Caso as condições topográficas o exijam, a adutora pode ser escalonada; 29

30 Adutora por gravidade Condutos Livres (NBR 12215): - Reforçar a estrutura em locais de queda inclinada; - Instalar dispositivos para apoio das adutoras em áreas livres; - Para transporte de água potável deve-se utilizar adutora totalmente fechada; 30

31 Adutora por gravidade 31

32 Adutora por gravidade Condutos Livres (NBR 12215): - Devem ser previstos dispositivos de inspeção e limpeza da adutora; - Devem ser previstos equipamentos para medição de vazão; - Devem ser previsto dispositivos de descarga. 32

33 Dimensionamento Adutora por gravidade Condutos Livres: Determinação da área de trabalho A Q V Q = Vazão (m³/s); V = Velocidade (m/s); A = Área (m²) 33

34 Dimensionamento Adutora por gravidade Condutos Livres: Determinação da velocidade para canais V 1 * Rh 2/3 * I 1/ 2 n V = Velocidade (m/s); Rh = Raio hidráulico (m); I = Declividade (m/m); n = Coeficiente de Manning (tabelado) 34

35 Dimensionamento Adutora por gravidade Coeficiente n de Manning 35

36 Dimensionamento Adutora por gravidade Condutos Livres: Raio hidráulico Rh a p Rh = Raio hidráulico (m); a = área (m²); p = perímetro molhado (m). 36

37 Dimensionamento Adutora por gravidade Condutos Livres: Determinação da declividade I C 2 L C 1 I = Declividade (m/m); C1,C2 = Alturas ou cotas de projeto (m); L = Comprimento (m). 37

38 Exercício 2 Um canal retangular de concreto por conduto livre sem revestimento serve como adutora de água bruta para o sistema de abastecimento da cidade de Cacoal RO. Sabendo que o canal apresenta b = 1,2m e = 0,6m, verifique se a velocidade de hmolhada projeto está dentro do esperado para execução da obra. Dados: C1= 125m; C2= 120m e L= 5000m. 38

39 Adutora por recalque Diâmetros escolhidos com base em critério econômico; Melhor Diâmetro é aquele que resulta em menor custo total das instalações (estação elevatória, tubulação, energia consumida e outros custos de operação); 39

40 Adutora por recalque 1. Adotam-se três a quatro diâmetros; 2. Determinam-se as características dos conjuntos elevatórios necessárias à instalação, para cada diâmetro; 3. Calculam-se os consumos anuais de energia para cada conjunto elevatório-diâmetro; 40

41 Adutora por recalque 4. Somam-se os custos resultantes da aquisição de equipamentos, tubos e energia, para cada alternativa e escolhe-se o diâmetro que conduz ao menor custo global. 41

42 Dimensionamento Adutora por recalque Determinação do diâmetro (24 horas de funcionamento) D k Q D = Diâmetro (m); K = Coeficiente de Bresse; Q = Vazão (m³/s). 42

43 Dimensionamento Adutora por recalque Determinação do Coeficiente de Bresse K 4 V K = Coeficiente de Bresse; V = Velocidade (geralmente entre 0,7 e 1,5 m/s). 43

44 Dimensionamento Adutora por recalque Dimensionamento hidráulico de adutoras por recalque (NBR 590/1990) 44

45 Dimensionamento Adutora por recalque Determinação do diâmetro (Uso 24 horas de funcionamento) D 1,3* X 0,25 * Q D = Diâmetro (m); X = n/24 (fração de horas por dia); Q = Vazão (m³/s). 45

46 Exercício 3 O técnico responsável pela unidade de captação de Água da cidade de Tupi Paulista SP decidiu trabalhar com sistema de captação de cerca de 16 horas por dia. Tendo em vista que para o funcionamento em 24 horas a vazão é de 130 L/s, estabeleça o nova vazão esperada para atender o município e o diâmetro recomendado para as adutoras em recalque. 46

47 Considerações Adutoras Classificação Dimensionamento 47

48 Trabalho parte 1 Entregar os cálculos (Arquivo impresso); Data: 20/04/2016; - Escrever no corpo do trabalho cada uma das escolhas adotadas para resolução dos cálculos; 48

49 Trabalho parte 1 Cálculos: - Crescimento populacional (Taxa aritmética e geométrica); - Manancial pretendido; - Vazão diária em L/s (Qa, Qb e Qc); - Determinação do Gradeamento (número de grades, perda de carga e número de barras); 49

50 Trabalho parte 1 Cálculos: - Dimensionamento de Caixa de Areia; - Adutoras (diâmetro da tubulação em Qa, Qb e Qc; traçado das adutoras até a ETA, diferenças de cota); - Calha Parshall (Desenho com dimensões); 50

51 51